熱帶水果中5種農藥殘留UPLC-MS/MS測定的基質效應研究

　　摘要研究了超高效液相色譜-串聯質譜法(UPLC-MS/MS)測定噻唑磷、戊唑醇、螺蟲乙酯、嘧菌酯和氯蟲苯甲酰胺5種農藥殘留時，香蕉、芒果、菠蘿和哈密瓜4種熱帶水果樣品對其殘留測定的基質效應。實驗結果顯示，5種農藥在0.005~0.5μg/mL濃度范圍內，線性關系良好，相關系數優于0.999，加標回收率為76%~130%，相對標準偏差為0.2%~12.9%(n=5)。4種熱帶水果基質中，噻唑磷、螺蟲乙酯、嘧菌酯、氯蟲苯甲酰胺普遍呈基質增強效應，為97.0%~178.8%，戊唑醇在低濃度時呈基質抑制效應，為56.6%~65.7%，其余為基質增強效應。其中，4種熱帶水果中芒果的基質效應較為明顯，為63.0%~178.8%，5種農藥中戊唑醇和螺蟲乙酯的基質效應較為明顯，戊唑醇為56.6%~129.9%，螺蟲乙酯為107.1%~178.8%。在日常檢測工作中，建議采用基質匹配標準曲線進行定量分析，以提高檢測結果的準確性。本試驗可為熱帶水果中農藥殘留的檢測提供依據，并為減小基質效應提供參考。

　　關鍵詞基質效應;超高效液相色譜-串聯質譜法;熱帶水果;農藥殘留

　　熱帶水果作為我國的重要經濟作物，其種類繁多，營養豐富，品質優良，近年來隨著種植面積和產量逐漸增大，相關產業已占據國民經濟的重要地位。熱帶地區病蟲害發生日益嚴重，農藥使用量也逐年增加，而農藥殘留超標不僅對食品安全造成一定影響，也會導致人類健康和環境受到威脅[1-3]。因此，亟需對熱帶水果中的農藥殘留進行準確的測定，以保證我國熱帶水果的安全生產。目前，用于農藥殘留的檢測方法主要是液相色譜-質譜檢測法(LC-MS/MS)[4-8]，它能對基質復雜、干擾嚴重的痕量化合物進行很好地定性定量，現已廣泛應用于醫藥、食品安全等領域，近年來，其與QuEChERS前處理技術聯用已成為農藥殘留分析的主要手段[9-12]。

　　農藝師論文投稿刊物：《現代農業科技》于1972年創刊，是經國家科技部批準、面向國內外公開發行的國家級優秀農業技術研究性期刊，國內刊號：CN34-1278/S，國際標準刊號：ISSN1007-5739，郵發代號:26-41。

　　超高效液相色譜-串聯質譜法雖具有高靈敏度、高選擇性和高通量分析的優勢，但因普遍存在基質效應而給復雜樣品的分析檢測帶來了不少困擾[13,14]。熱帶水果富含糖類、維生素等營養物質，在農藥殘留檢測過程中這些物質會干擾提取，降低提取效率，并產生基質效應[15]影響分析結果的準確性。基質效應是指樣品中除分析物以外的組分對分析物響應值的影響[16]，降低或消除基質效應從而提高實驗分析結果的準確性，現已成為農藥殘留領域的一個研究熱點。目前已有大量文獻研究報道了基質效應對農產品測定的影響，但是對熱帶水果中常規農藥的基質效應做系統研究的還未見報道。本試驗選擇4種典型熱帶水果，通過QuEChERS與超高效液相色譜-串聯質譜聯用的方法，研究了熱帶水果的基質效應對5種常規農藥殘留檢測的影響，以期為熱帶水果中準確快速的農藥殘留檢測提供參考。

　　1材料與方法

　　實驗使用甲醇配制1000μg/mL的5種農藥單標溶液作為儲備液，保存時間為6個月。繼而用甲醇配制10μg/mL的混合標準母液，使用時間為一周內。使用時用甲醇稀釋制成系列混合標準溶液，現配現用。 準確稱取10.0g勻漿后的水果樣品于50mL離心管中，加入20mL乙腈后勻漿2min，加入5g氯化鈉和6g無水硫酸鎂，渦旋1min后在4000r/min下離心5min，取上清液加1gPSA和3g無水硫酸鎂，繼續渦旋1min離心5min，取上清液過膜備用。

　　根據國標GB2763-2019中5種農藥在水果中的農藥最大殘留限量，本研究選取其中的最小值0.02mg/kg(即0.01μg/mL)作為最低試驗濃度，依次增加5倍和10倍(即0.05μg/mL和0.5μg/mL)來探究農藥濃度對基質效應的影響。用不同基質液將10.00μg/mL的混合標準母液配制成0.01、0.05和0.5μg/mL的基質配制標準溶液，每種基質每個濃度做3組平行。根據公式[17]，樣品的基質效應ME(%)=B/A×100(A為溶劑標峰面積;B為基質標峰面積)，當ME值大于、小于100%時，則具有基質增強、抑制作用[18,19]。若|ME-1|≤20%，則該基質無基質效應;若20%50%，則該基質有中等或較強基質效應。

　　2結果與分析

　　在儀器最佳工作條件下，用0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2和0.5μg/mL混合標準溶液測定，如表5所示，5種農藥在0.005~0.5μg/mL濃度范圍內線性關系良好，相關系數R2>0.999，5種農藥的檢出限(LOD)為0.16~1.12μg/kg，定量限(LOQ)為0.53~4.00μg/kg。5種農藥的LOQ都低于國標GB2763-2019中所規定的最低殘留限量值，滿足國家標準的相關要求。分別以不含5種農藥的香蕉、芒果、菠蘿、哈密瓜作為空白樣品，進行0.01、0.1和1mg/kg3個水平的添加回收試驗，結果顯示平均回收率為76%~130%，相對標準偏差為0.2%~12.9%(n=5)，表明該方法符合農藥殘留檢測要求。

　　基質為香蕉，濃度為0.01μg/mL時，5種農藥的基質效應為65.7%~127.5%，噻唑磷和嘧菌酯無基質效應，戊唑醇為中等基質抑制作用，螺蟲乙酯和氯蟲苯甲酰胺為中等基質增強作用，戊唑醇的基質效應最強;濃度為0.05μg/mL時基質效應為100.2%~130.3%，其中氯蟲苯甲酰胺為中等基質增強作用，其余4種農藥無基質效應;濃度為0.5μg/mL時基質效應為126.3%~138.5%，5種農藥均呈中等基質增強作用，氯蟲苯甲酰胺的基質效應最強。

　　5種農藥中，除氯蟲苯甲酰胺隨濃度的增加其基質效應逐漸增強外，其余農藥的基質效應隨濃度變化不明顯。濃度為0.01μg/mL時，5種農藥的基質效應為63.0%~178.8%，戊唑醇為中等基質抑制作用，嘧菌酯和氯蟲苯甲酰胺為中等基質增強作用，螺蟲乙酯為較強基質增強作用，噻唑磷無基質效應，其中螺蟲乙酯的基質效應最強;濃度為0.05μg/mL時基質效應為107.0%~154.7%，氯蟲苯甲酰胺為中等基質增強作用，螺蟲乙酯為較強基質增強作用，其余3種農藥無基質效應，其中螺蟲乙酯的基質效應最強;濃度為0.5μg/mL時基質效應為129.1%~150.7%，除螺蟲乙酯為較強基質增強作用外，其余農藥均為中等基質增強作用，螺蟲乙酯的基質效應最強。

　　5種農藥中，噻唑磷和氯蟲苯甲酰胺隨濃度的增加其基質效應逐漸增強，螺蟲乙酯隨濃度的增加其基質效應逐漸減弱，其余農藥的基質效應隨濃度變化不明顯。基質為菠蘿時，從圖3可看出當濃度為0.01μg/mL時，5種農藥的基質效應為56.6%~137.9%，噻唑磷和嘧菌酯和氯蟲苯甲酰胺無基質效應，戊唑醇為中等基質抑制作用，螺蟲乙酯為中等基質增強作用，戊唑醇的基質效應最強;濃度為0.05μg/mL時基質效應為96.5%~120.2%，其中氯蟲苯甲酰胺為中等基質增強作用，其余4種農藥無基質效應;濃度為0.5μg/mL時基質效應為115.3%~131.8%，除螺蟲乙酯無基質效應外，其余農藥均為中等基質增強作用，嘧菌酯的基質效應最強。5種農藥中，除氯蟲苯甲酰胺隨濃度的增加其基質效應逐漸增強外，其余農藥的基質效應隨濃度變化不明顯。

　　3結論與討論

　　3.1熱帶水果與其它果蔬基質效應的比較

　　本實驗分別研究了5種農藥在熱帶水果中的基質效應，其與文獻報道中的結果存在一定差異。噻唑磷在4種熱帶水果中的基質效應為97.0%~129.1%，表現為基質增強或無基質效應，而在黃瓜、白菜等17種蔬菜基質中，噻唑磷表現為基質抑制[20]。戊唑醇在熱帶水果中的基質效應為56.6%~129.9%，表現為基質抑制、基質增強或無基質效應，而在葡萄基質中，戊唑醇表現為無基質效應[21]。螺蟲乙酯在熱帶水果中表現為基質增強或無基質效應，其基質效應為107.1%~178.8%，而在梨、芹菜等果蔬中表現為基質抑制或無基質效應[22]。

　　嘧菌酯和噻唑磷相似，在熱帶水果中表現為基質增強或無基質效應，其基質效應為100.3%~135.4%，而在香菜、油麥菜等蔬菜基質中同樣表現為基質抑制[23]。氯蟲苯甲酰胺在熱帶水果中基質效應為101.7%~138.5%，表現為基質增強或無基質效應，而在胡蘿卜、甘薯等35種蔬菜基質中表現為基質抑制或無基質效應[24]。由此可見，本實驗測試的4種熱帶水果基質中，5種測試的農藥均表現出基質增強或無基質效應，但是文獻報道的其它果蔬基質中則表現為基質抑制或無基質效應。與其它果蔬相比較而言，熱帶水果富含糖類、維生素及其它特殊的芳香類物質，這些物質的存在可能會導致待測物的離子化效率增強，使得待測物信號增強，從而表現為基質增強作用。

　　3.2水果種類對基質效應的影響

　　本試驗采用超高效液相色譜-串聯質譜法測定了4種熱帶水果香蕉、芒果、菠蘿和哈密瓜中5種農藥的基質效應。試驗結果顯示，在0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.5μg/mL下5種農藥在4種熱帶水果基質中均呈現出不同程度的基質效應。

　　4種基質中，噻唑磷、戊唑醇、螺蟲乙酯、嘧菌酯、氯蟲苯甲酰胺普遍表現基質增強效應，但不同基質引起的基質效應變化較大，如香蕉基質中螺蟲乙酯為中等基質增強效應，其基質效應為112.8%~130.5%，而芒果基質中螺蟲乙酯則表現為較強基質增強效應，其基質效應在150.7%~178.8%，這可能與芒果含糖量及含維生素量高有關，也可能與芒果含有極高的維生素A的前體胡蘿卜素成分有關[25]。

　　菠蘿基質中氯蟲苯甲酰胺在低濃度和中濃度均表現為無基質效應，而香蕉基質中氯蟲苯甲酰胺在低濃度和中濃度表現為中等基質效應，這可能與兩種基質的含水量有關[26]。菠蘿100g含水87.1g，香蕉100g含水60g，基質含水量的增加導致基質中共萃物濃度的降低或是影響其基質效應的因素，因此菠蘿含水量高于香蕉時，其基質效應也弱于香蕉，這表明基質效應的強弱與水果種類有關。熱帶水果所含的蛋白質、脂肪、維生素等各種營養物質都會增強基質效應，因此在樣品前處理過程中應優化前處理方法，提高凈化效率以減少樣品中基質組分的含量。同時在測定結果可靠的前提下，可通過稀釋樣品來降低基質中的共萃物濃度進而減小基質效應。

　　3.3農藥種類對基質效應的影響

　　通過本試驗可看出，同一基質同一濃度時不同農藥的基質效應差異較大。當基質相同，濃度為0.01μg/mL時，除戊唑醇表現為基質抑制效應外，其余農藥均呈基質增強效應，其中螺蟲乙酯最高、嘧菌酯和氯蟲苯甲酰胺次之、噻唑磷最低，這可能農藥的結構性質有關。戊唑醇為三唑類農藥，結構主鏈上含有羥基(酮基)、取代苯基和1,2,4-三唑基團[27]。螺蟲乙酯作為螺環季酮酸類化合物[28]，可能因其具有獨特的螺環結構而受基質效應的影響顯著高于其它類型的農藥，其影響機理還有待進一步研究。

　　戊唑醇在同一基質時都呈現低濃度基質抑制，高濃度基質增強，而其余農藥也在同一基質的不同濃度呈現不同的基質效應。農藥濃度不同時基質相對目標化合物的濃度不同，離子化時爭奪離子的能力就不同，因此產生基質效應的程度也不同，這表明基質效應的強弱與農藥濃度有關。在日常檢測工作中，針對基質效應較強的農藥，建議采用基質匹配標準品進行定量檢測，以保證檢測結果的準確性。本研究為熱帶水果中農藥的定量、定性分析提供了依據。

　　參考文獻：

　　[1]劉貝貝,陳歆,彭黎旭,等.我國熱帶水果農藥使用和管理中存在的問題及對策[J].現代農業科技,2013(19):179-180.

　　[2]Tilman,D.ForecastingAgriculturallyDrivenGlobalEnvironmentalChange[J].Science,2001,292(5515):281-284.

　　[3]俞發榮,李登樓.有機磷農藥對人類健康的影響及農藥殘留檢測方法研究進展[J].生態科學,2015,34(3):197-203.

　　[4]金芬,史曉梅,于志勇,等.分散固相萃取-液相色譜-串聯質譜法測定水果中19種酸性農藥[J].分析化學,2013,41(3):45-50.

　　[5]趙瑛博,周艷明,忻雪,等.高效液相色譜-串聯質譜法測定水果、蔬菜中赤霉素殘留[J].食品科學,2011,32(6):209-212.

　　作者：趙婧1,2，何燕2，錢兵2,3，張月2，韓丙軍2，彭黎旭4

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